一只雌雄嵌合体蜜蜂,会过着怎样的生活?

作者: 郭怿暄

来源: 我是科学家iScientist

发布日期: 2020-05-18

本文详细描述了一只雌雄嵌合体蜜蜂的生活和研究过程,包括其身体结构、行为模式以及可能的生殖能力。研究者通过观察其昼夜节律,发现其活动模式与普通蜜蜂有显著差异,推测其大脑可能存在性别分割,导致行为上的冲突。

一只隧蜂(Megalopta amoena),属于夜行性蜜蜂的一种。2018年春天,它和住在蜂巢里的其他伙伴一起,被研究昆虫的艾琳·克里希斯基(Erin Krichilshy)从巴罗科罗拉多岛的新热带森林带回实验室。那些已经成年的伙伴,被放归自然,它和其他幼虫伙伴们在25℃、湿度70%(模拟森林中下层植被的环境)的孵箱里渐渐长大。

起初,它和别的幼蜂别无二致。羽化为成虫后,研究者们发现了它和其他伙伴不同:它的身体半边雄性配置,半边雌性配置。也就是说,它是一只雌雄嵌合体。

显微镜下,可以更清楚地看到它特殊的身体结构。它的左侧是雄性侧,长长的触角上有11个小节,上颚较为平滑;右侧是雌性侧,触角较短,只有10个小节,但上颚却更为强壮,因副齿的存在而形成双齿结构,并且为了容纳下雌性更大的上颚肌肉结构,这一侧的颊部也增大了。

另一个显著差别,体现在它的后足。雌性侧的后足多毛,普通的雌性工蜂会用这些毛来储存花粉,此外,雌性侧的股节和胫节都更加粗壮,并且股节上有弯曲的端刺;而雄性侧后足不仅毛少,也更瘦弱,端刺则是直的。

这种罕见现象并不是第一次发生。但在隧蜂中还是头一次。研究者艾琳·克里希斯基形容这次发现:像是中了达尔文彩票。

这些形态上的差异,是否会为这只雌雄合嵌体蜜蜂带来行为上的不同?之前,针对其他蜂类雌雄嵌合体的研究发现,它们的筑巢、求偶等行为都发生了变化。艾琳·克里希斯基主导的这项研究,选择了探索它的昼夜节律是否会发生改变。

所谓昼夜节律,就是广泛存在于动物身体内的内在时钟。日出而作,日落而息——正是这个内在时钟通过与环境之间的相互作用,对我们的睡眠-觉醒周期产生影响。此外,我们的体温、激素水平在一天之内也会出现周期性的波动。

对于蜜蜂和其他传粉昆虫来讲,它们采食的花朵开放时间决定了它们的作息。这只雌雄嵌合体所在的隧蜂属(Megalopta)成员们,一天中就有两个觅食阶段,分别是日落后和日出前的约90分钟内。

研究者对这三只蜜蜂进行了连续四天的观察,发现雌蜂和雄蜂的昼夜节律彼此更为接近,而雌雄嵌合体的活动模式则与二者有着明显的差别。

在观察的第二到第四天,每天午夜时分至清晨6点,雌蜂和雄蜂都在安然休息,6点之后,社会分工量大的雌蜂开始了一天中最繁忙的活动时段,直到正午才停下。而雄蜂白天偶尔活动一下,从下午6点开始,这个夜猫子才开足了马力一直活跃到凌晨。

不同于它们,这只独特的雌雄嵌合体像极了早起鸟,从凌晨就开始活动了,一直辛勤工作到正午才歇下。

尽管三只蜂每天的活跃时段总长接近,但要看全天穿过监测器的总次数,雌雄嵌合体和雌蜂的活动强度要大得多。

研究者认为,雌雄嵌合体的高强度活动,像是表现出了典型雌蜂的活动模式,不过存在时间上的差异。他们猜测,这也许说明雌雄嵌合体拥有觅食相关的完整神经通路,但在活动传导上存在延迟。造成这种偏差行为模式的原因可能是它具有一个性别分割的大脑,雌性侧让它工作,雄性侧让它休息,然而它的大脑面对这两种发生冲突的信号,一下子不知所措了。

灵魂问题来了:雌雄嵌合体能否产生后代?在这项发表在《膜翅目研究杂志》(Journal of Hymenoptera Research)上的研究中,研究者并未给出明确答案。由于只获得了一只雌雄嵌合体,他们没有对这个问题进行探索。

不过,关于其他蜂类的研究记录,或许可以提供一些线索:一只具有分裂头部和雄性生殖器的的红光熊蜂雌雄嵌合体,它花了比正常雄性交配更久的时间,却一直没有成功;一只拥有雄性头和雌性身体的壁蜂雌雄嵌合体,试图吸引雄性并与其交配,最终也没有成功。

类似的情况,也出现在鸟类雌雄嵌合体身上。作为愤怒的小鸟的原型,北美红雀也存在雌雄嵌合体,鸟类的交配中,常常会做出一些性别特异的行为,比如鸣叫或求偶舞蹈,以展示它们的性魅力,由于雌雄嵌合体在行为上往往只能完成部分正常行为或是有所改变,这就意味着对它们的同伴来讲,这些与众不同的伙伴并不那么有吸引力。

有研究者跟踪观察了一只雌雄嵌合体北美红雀一个多月,发现它既不和其他鸟儿配对,也不鸣唱。研究者认为,比起外表,这样奇怪的举动更有可能让其他鸟儿感到迷惑。而某些情况下,雌雄嵌合体鸟儿可能会像雄性一样鸣叫,但却跳雌性的求偶舞。这样奇怪的行为下,想要找到真爱,是真的不太容易。

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